Енергетична характеристика електричного поля.
Під час розгляду руху електричних зарядів під дією електростатичного поля, яке здійснює роботу з переміщення зарядів, виникає необхідність ввести енергетичну характеристику поля. Робота поля не може бути його характеристикою, оскільки вона залежить від величини заряду, який переноситься, (
). Характеристикою поля є фізична величина, яка називається різницею потенціалів. Таким чином, у електростатичного поля є дві основні характеристики:
1) силова — напруженість
2) енергетична — різниця потенціалів.
13. Різниця потенціалів.
Розглянемо переміщення заряду 
з точки 1 в точку 2 в електростатичному полі, створюваному зарядом 
.
Оскільки робота в електростатичному полі не залежить від форми шляху, то 
. Отже, 
. Відношення 
—називається різницею потенціалів між точками 1 і 2: 
, або 
Позначаючи 
і 
, дістанемо 
Отже, різниця потенціалів двох точок поля — це величина, яка чисельно дорівнює роботі кулонівських сил із переміщення одиничного позитивного заряду з однієї точки в іншу.
14. Потенціал.
Слід звернути увагу учнів на той факт, що потенціал має певний фізичний зміст тільки тоді, коли вибрано нульову точку для його відліку. Різниця ж потенціалів між двома точками поля від цього вибору не залежить і тому завжди має певний фізичний зміст.
Якщо точка 2 розташована в нескінченності, то 
і відповідно 
.
Тоді 
Енергетичною характеристикою поля в даній точці прийнято величину, що називають потенціалом поля в даній точці,— це різниця потенціалів у даній точці поля й точці, в якій потенціальну енергію заряду приймають за нуль: у теорії — в нескінченності, а на практиці — на поверхні Земл.і
Одиниця різниці потенціалів.
У Міжнародній системі одиниць роботу виражають у джоулях, а заряд — у кулонах. Тому різниця потенціалів між двома точками поля дорівнює 1 В, якщо в разі переміщення заряду в 1 Кл із однієї точки в іншу електричне поле здійснює роботу в 1 Дж.
15. Принцип суперпозиції.
З принципу суперпозиції випливає, що потенціал електричного поля системи зарядів дорівнює алгебраїчній сумі потенціалів полів, створених кожним із зарядів:
16. Зв'язок між напруженістю й різницею потенціалів.
Точки, в яких потенціал має задане фіксоване значення, розташовуються на поверхнях, що називають еквіпотенціальними поверхнями.
Нехай заряд переміщується у напрямі напруженості однорідного електричного поля 
з точки 1 у точку 2, розташовану на малій відстані 
. Електричне поле здійснює роботу 
. З іншого боку, 
. Звідки випливає: 
· Напруженість електричного поля дорівнює різниці потенціалів, яка припадає на одиницю довжини уздовж лінії напруженості.
Оскільки в разі переміщення позитивного заряду в напрямі напруженості електростатичне поле здійснює позитивну роботу, то потенціал 
, більший від потенціалу 
. Отже, напруженість електричного поля напрямлена в бік спадання потенціалу.
У разі переміщення заряду під кутом 90° до силових ліній електричне поле не здійснює роботи, оскільки сила поля перпендикулярна до переміщення. Отже, якщо провести поверхню, перпендикулярну в кожній точці до силових ліній, то в разі переміщення заряду вздовж цієї поверхні робота не здійснюється. А це означає, що лінії напруженості перпендикулярні до еквіпотенціальних поверхонь. Еквіпотенціальні поверхні однорідного поля є площинами, а поля точкового заряду — концентричними сферами.
Напруженість поля усередині провідника дорівнює нулю, значить, дорівнює нулю й різниця потенціалів між будь-якими точками провідника.
17. Поняття електроємності.
1-й дослід. За допомогою пробної кульки з електрофорної машини переносять на кожну з куль рівну кількість електрики. За показаннями електрометрів роблять висновок, що потенціал малої кулі з кожною порцією перенесеного заряду збільшувався швидше й досяг більшої величини, ніж у великої . Це відбувається подібно до того, як рівень рідини у вузькій циліндровій посудині підвищується швидше й досягає більшої висоти, ніж у широкій, у разі наливання в них однакової кількості рідини.
2-й дослід. Заряджені кулі з'єднують провідником. Із показань електрометрів видно, що потенціали куль стали рівними. Після з'єднання відбулося переміщення заряду в бік зниження потенціалу, тобто від малої кулі до великої, поки потенціали не вирівнялись. Отже, тепер на кулях заряди не рівні; у великої кулі заряд більший, ніж у малої.
Це аналогічно явищу, яке відбувається під час з'єднання двох посудин із різним поперечним перерізом, у яких однакові рідини спочатку перебувають на різній висоті, а потім у разі з'єднання вирівнюються.
Проведені досліди показують, що у кожного провідника потенціал змінюється пропорційно заряду, а відношення заряду до потенціалу 
для даного провідника — величина стала, залежна від його розмірів і форми, й називається електроємністю провідника:
У кожній із посудин висота змінюється пропорційно об'єму налитої рідини, але відношення об'єму рідини до висоти також є величиною сталою, що характеризує властивість посудини — її ємність — і дорівнює площі її поперечного перерізу: 
Отже, електроємністю відокремленого провідника ми називатимемо величину, яка дорівнює відношенню заряду, наданого провіднику, до його потенціалу.
Одиниці електроємності.
Одиницею електроємності в СІ є: 
На честь англійського фізика М. Фарадея ця одиниця названа фарадом.
1 фарад — ємність провідника, у якого зміна заряду на 1 Кл викликає зміну потенціалу на 1 В.
Через те що заряд у 1 Кл дуже великий, ємність 1 Ф дуже велика. Тому на практиці часто використовують частинки цієї одиниці:
1 мкФ = 10 
6 Ф ;
1 пф = 1012 Ф